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          鋁合金壓鑄的原料管理

          來源: 譽格壓鑄    人氣:1373    發布時間: 2020-09-08 

          質量管理中的五大要素為人、機、料、法、環,其中的“料”是生產出合格產品的基礎,壓鑄生產中的材料包含了壓鑄用的主材(鋁合金錠)及一些壓鑄輔材。鋁合金壓鑄原料的質量狀況決定了鋁合金壓鑄件的質量,沒有合格的原材料是不可能生產出合格的產品。

          鋁合金壓鑄的原料管理

          一、主材的管理

          1.鋁合金錠的入廠控制

          由于對鋁合金有含氣量和硬質點的要求,鋁錠生產廠必須做好精煉、除氣、除渣工作,防止鋁錠中含氣量高、雜質多等缺陷遺傳到壓鑄鋁液中。鋁合金錠入廠后首先是對外觀的檢測,要求鋁錠表面光滑、無粗糙感,不得有油污、霉斑、氧化皮,鋁合金錠斷口組織細膩致密等,不得有嚴重偏析、縮孔、熔渣及夾雜物。對每批次、每爐號進行成分抽驗,確保使用的合金成分是合格的。在生產有特殊要求的產品時,還需增加其他檢測項目。例如,生產有力學性能要求的產品時,在鋁合金錠交付生產的同時,要求每爐都提交拉力試棒;在生產有氣密性要求的產品時,要對鋁合金錠增加針孔度的檢測。

          實際生產用鋁合金的種類往往不限于一種牌號,而每種牌號的鋁合金對其中的化學成分要求又相差較大,一種牌號的合金中的主要元素,在另一種牌號的合金中可能就會被認為是雜質。對于多種牌號共存的這一狀態,有必要對每種牌號的合金進行明顯的可視化區分,謹防使用過程的中混料情況的發生。一般措施是不同牌號、不同廠家的鋁合金外觀涂的顏色進行明確統一的規定,不同材料到廠后進行分區存放。

          2.鋁合金熔化過程控制

          生產實踐表明,提高鋁合金熔液質量是提高鋁合金壓鑄件質量的關鍵因素,因此應嚴格原材料管理,做到不合格的原材料不進車間、不投產使用。嚴格按合金熔化工藝要求的標準進行操作,并加強各種原材料(新料、回爐料、輔料)的管理工作。

          鋁合金熔化工藝要對熔化溫度、熔煉時間、回爐料的投放比例等有明確的規定,特別是回爐料應嚴格分類管理,不能混雜?;貭t料應清潔,不得帶有油污、銹蝕、泥沙、水分及鑲件等。對回爐料中有油污的可由鋁錠制造廠進行重熔處理,不能直接投放到熔化爐中使用;對于那些散碎的鋁塊要過篩處理,清除里面的塵土、砂石等雜物后才能使用;凡使用回爐料的鋁液,需要的精煉劑、除渣劑的比例要比僅使用鋁合金錠熔化時加大。在相對濕度較大的天氣生產時,回爐料比例應不超過30%,干燥的天氣回爐料可適當增加,但不宜超過40%。

          對熔煉后的鋁液要適時進行除渣、除氣工作,并按要求記錄相應的參數。在集中熔化過程中應對每鍋鋁液進行化學成分檢測,確保產品在熔化過程中化學成分合格。另外,還應避免長時間熔煉,否則會使鋁合金液體中氫含量增加,影響壓鑄產品的強度、氣密性等性能,一般從熔化到壓鑄不超過4h。

          二、輔材的管理

          1.脫模劑的控制

          脫模劑的使用能使液態金屬充填流暢,有利于成形,防止粘模,使鋁合金壓鑄件獲得光亮、光滑、平整的表面質量,且對生產節奏、鑄件表面與內部質量有很大影響。同時能保護模具,避免高溫液態金屬對模具表面的沖刷,減低模具的導熱率和模溫,延長模具壽命。開模時,有利于鑄件順利脫出,對減少對沖頭、頂桿、活動部位的摩擦和磨損也有重要的作用。脫模劑的控制除包含脫模劑本身的選型、配比外,還包括操作人員對脫模劑的噴涂及吹干的使用方式的管理,一般對脫模劑的選型有以下要求。

          (1)高溫時具有良好的潤滑性,揮發點低,在100~150℃時脫模劑中的水分能很快揮發。

          (2)對壓鑄型及鋁合金壓鑄件沒有腐蝕作用,性能穩定,在空氣中脫模劑不應揮發過快而變稠。

          (3)高溫時不會析出有害氣體,不會在壓鑄型腔表面產生積垢。

          目前,脫模劑的噴涂主要是手動作業,合理的噴涂操作是保證鑄件質量、壓鑄模具壽命、生產效率的一個重要因素。脫模劑的噴涂時間,也是隨著脫模劑的不同品種的脫模性能、稀釋比例、不同壓鑄件形狀、不同模具溫度等的變化而變化。脫模劑從噴槍噴出到模具表面凝聚成保護膜,需要一段相當長的時間,當這一過程未完成前就進行澆鑄操作,往往是造成鑄件疏松缺陷的根源。根據壓鑄工藝的規定,針對一個不同品種的脫模劑、不同稀釋比例,應采取一個合理噴涂時間范圍。壓鑄工人要理解工藝參數上下限代表的意思及調整影響趨勢,根據生產出的壓鑄件表面狀況,進行適當的調整。

          在使用水基脫模劑時要嚴格控制脫模劑的配比。如果脫模劑與水的配比過濃,在模具表面形成一層較厚的薄膜,緩慢地在模具表面形成脫模劑堆積,脫模劑中的水分不能完全排出而產生氣體,使壓鑄件內部致密性變差。如果脫模劑與水的配比過稀,則達不到效果,壓鑄件會產生拉傷、粘?,F象。

          因此,在壓鑄車間的質量控制當中,脫模劑的管理對壓鑄件的質量影響是較大的,有必要加強此方面的管理,如指定專人負責脫模劑的配比,明確規定各類不同的壓鑄產品生產過程中脫模劑和水的配比,定人定量按脫模劑配制工藝進行配制。操作工在噴涂時,對噴涂的動作進行嚴的培訓,必須按照要求規范動作進行,不允許多噴、少噴、漏噴。

          2.沖頭油的管理

          目前,大部分采用油基沖頭潤滑油或顆粒潤滑,不管什么形式的沖頭潤滑,在鋁液進入料筒后,都需在短時間內充分燃燒掉,殘留物要分布在合金液的上層,這樣沖頭油對產品的影響就不會太大。否則,燃燒產生的氣體和燃燒后的殘留物就會進入產品內部,其結果就可想而知。

          驗證沖頭油的簡單方法就是觀察出模件上料柄的顏色,一般料柄厚度為沖頭直徑的1/3~1/4,沖頭油燒變黑的長度不要超過料柄厚度的3/5;同時,料柄的端部不應有很明顯的發黑(即石墨粉殘留物過多)。否則產品加工后,必然會導致氣孔等缺陷增多。

          在生產過程中,還應時刻關注沖頭潤滑裝置的工作狀況,如果潤滑劑噴得太多或太少,則對壓室和沖頭的壽命以及壓鑄件的質量都會產生負面影響。在調節潤滑劑使用量時,既要考慮沖頭的潤滑性,也要考慮模具的脫模性。特別是采用顆粒潤滑時,不管蠟丸在壓鑄模中如何使用,都會存在有機物的揮發問題,大量的揮發有機物如果不能很好地排出,對壓鑄件氣孔的產生將產生很大的影響。

          3.沖頭的管理

          沖頭與壓室構成一個相互依存的系統。一般情況下壓室的壽命可達到2~3年,而一個沖頭的壽命短則一個班次,長的可達到萬次以上。這其中的壽命差異會造成產品質量的波動,以及生產成本的顯著變化。因此,做好沖頭的管理工作,不但能穩定壓鑄件的質量,還可大幅降低壓鑄生產成本。

          (1)沖頭尺寸的設計正常情況下,沖頭與壓室間需要有一定的配合間隙。實踐表明,理想的間隙為0.1mm左右。壓射時,如果間隙過大時,鋁合金液就可能進入間隙,并出現鋁液竄漏和煙霧,加劇沖頭的磨損,使沖頭壽命減少;如果間隙過小,則沖頭運動過程中出現卡滯,沖頭速度達不到工藝預定的速度,模具填充時間延長,壓鑄件質量問題增多。因此,沖頭的加工制造必須嚴格按圖樣執行,才能最終控制好臨界間隙,延長沖頭壽命,保證產品質量。

          (2)沖頭的冷卻由于壓鑄工藝決定了沖頭的溫度是在不斷的變化之中,隨溫度的變化,沖頭與壓室的間隙也在發生著變化。這些變化影響的不僅是沖頭的使用壽命,還影響到壓鑄過程中壓射工藝的穩定性。要保持理想的間隙,有必要對沖頭進行冷卻。設計時考慮通過壓射桿水芯對沖頭進行充分的冷卻,最大限度帶走沖頭的熱量,就能保持沖頭與壓室間理想間隙的穩定。這些措施有利于確保每模壓射工藝的穩定,保證壓鑄件產品質量的穩定性。實踐表明,具有良好的沖頭冷卻的壓射系統,在保證壓射工藝穩定的同時,也大大延長了沖頭的使用壽命。但是,必須做好沖頭冷卻水路的密封工作,謹防沖頭與壓射桿之間因密封不良造成的冷卻水滲漏,如果對冷卻水的滲漏未引起足夠的重視,將嚴重影響到產品的氣密性。

          4.坩堝的管理

          坩堝的使用對鋁合金壓鑄來說至關重要,特別是鑄鐵坩堝的使用,如果不能嚴格按坩堝使用規范來進行操作,可能會導致后續生產過程中的鋁合金成分中的Fe含量超標。根據我們的使用經驗,如果能嚴格按新鍋使用要求對鑄鐵坩堝進行坩堝涂料的刷涂,且在使用過程中每3天刷一次,基本上在整個壓鑄生產過程中Fe含量的增加不會超過0.2%(這是本公司歷年來的統計數據,不同的公司之間可能會存在一定的差異)。在控制好鋁合金錠的進貨檢驗的前提下,完全能夠保證生產的壓鑄件合金成分符合標準要求。對石墨坩堝的使用雖然不存在增鐵的擔憂,但也應引起重視,石墨坩堝的首次使用的烘干工藝必須嚴格執行,這些操作影響到以后石墨坩堝的使用壽命,未經過很好預熱的石墨坩堝的壽命會受到很大的影響,每只石墨坩堝的價格不菲,都將影響到壓鑄的生產成本。

          結語

          在質量管理的五大要素中,上面主要論述了“料”和“人”的問題,在管好原材料和輔料的同時,還要做好人員培訓、管理工作,需進一步提高壓鑄工的技術水平,才能有效解決壓鑄生產中存在質量問題,把全面質量管理的思路用于壓鑄車間的質量控制中去,用系統的壓鑄生產理論知識指導生產,必能使壓鑄車間的質量控制能力提升到新的高度。

          標簽: 鋁合金壓鑄
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